木卫一是木星四颗伽利略卫星中轨道最内侧的一颗，直径约3,643千米，略大于地球的月球。伽利略·伽利雷在1610年1月观测到它，西门·马里乌斯也在同一时期独立记录了木星的大卫星。名称Io来自希腊神话中的伊娥；Jupiter I是传统编号，不表示它是最早形成的木星卫星。
木卫一距木星中心平均约421,800千米，约1.769日完成一次公转，并因潮汐锁定始终以大致同一面对着木星。它与木卫二、木卫三构成1:2:4拉普拉斯轨道共振。邻近卫星有规律的引力扰动维持其微小轨道偏心率，使木星引力在每圈轨道中反复拉伸和压缩木卫一。
这种固体潮汐的垂直幅度可达到约100米，远大于地球海洋潮汐所对应的固体形变。机械能在内部以热的形式耗散，驱动数百座火山、熔岩湖和大范围熔岩流。旅行者1号在1979年图像中首次直接发现地外正在活动的火山喷流，后续伽利略号与朱诺号持续记录喷发和地表改变。
木卫一表面呈黄色、橙色、红色和黑色斑驳外观，主要由硫、二氧化硫霜和硅酸盐火山物质共同塑造。高温观测表明，部分熔岩不可能只由低熔点硫组成，硅酸盐熔岩是重要成分。频繁喷发不断覆盖旧地表，所以大型撞击坑极少；颜色并不能直接对应唯一矿物，需结合光谱和温度解释。
木卫一具有以二氧化硫为主的极稀薄大气，并在木星磁层中充当强大的物质源。火山和表面霜释放的气体会被辐射与带电粒子电离，形成沿木卫一轨道分布的等离子体环。NASA资料估计，木星磁场每秒可从木卫一附近剥离约一吨物质；这一相互作用还把电流沿磁力线连接到木星高层大气。
木卫一的科学意义在于展示轨道共振如何为小型世界持续供能。它帮助研究者检验潮汐耗散、岩浆海或局部熔融层、火山热流和巨行星磁层之间的耦合。尽管极端火山活动令人联想到年轻地球，木卫一表面同时承受强辐射且几乎没有水，NASA认为已知生命在其表面存在的可能性很低。
从地球用双筒镜或小望远镜可把木卫一看成木星旁的亮点，但无法分辨火山；它也会凌越木星圆面、进入木星阴影或被木星遮掩。具体事件必须查询当日星历。档案采用NASA与JPL的平均半径和平均轨道参数，实时距离会变化；喷流高度、热流和内部熔融结构也会随事件与模型而不同。